經(jīng)研究表明傳統(tǒng)電外科手術(shù)需要手術(shù)人員全程手動(dòng)控制,稍有不慎便會(huì)引起手術(shù)事故,如果能夠通過(guò)測(cè)量患者手術(shù)部位狀態(tài)從而來(lái)自動(dòng)控制電外科手術(shù)設(shè)備的輸出,這勢(shì)必可以大大減少臨床醫(yī)者的負(fù)擔(dān)及手術(shù)事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。但是對(duì)應(yīng)用于生物組織上的高頻焊接是一個(gè)新的課題。生物組織焊接的原理是通過(guò)熱能的作用來(lái)促使蛋白質(zhì)分子凝變。手術(shù)縫合時(shí)采用雙極焊鉗,具有高頻電流損壞細(xì)胞膜,使其分解出凝結(jié)液體,然后組織傷口在壓合下完成―焊接‖過(guò)程。針對(duì)焊接設(shè)備對(duì)高頻高壓電需求的特性,本文設(shè)計(jì)了生物組織焊接所需的300W硬件電源電路,功率放大電路,受體探測(cè)及中樞控制電路,并基于MCU對(duì)功率控制系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)的軟件設(shè)計(jì)。最后,通過(guò)系統(tǒng)調(diào)試,解決了一系列軟硬件上的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了生物組織焊接實(shí)驗(yàn)裝置的功能。本課題重點(diǎn)針生物組織焊接設(shè)備開(kāi)發(fā)的研究,圍繞實(shí)現(xiàn)生物組織焊接功能這一核心問(wèn)題,經(jīng)相關(guān)醫(yī)學(xué)方案上的論證,實(shí)現(xiàn)配套儀器軟件、硬件開(kāi)發(fā)上的研究,開(kāi)發(fā)了一套生物組織焊接平臺(tái),為后續(xù)應(yīng)用于臨床手術(shù)奠定基礎(chǔ)。具體研究?jī)?nèi)容:（1）高頻焊接裝置要想實(shí)現(xiàn)應(yīng)用于生物組織焊接的功率精確控制,需要輸出高頻信號(hào)的功率是連續(xù)可調(diào)的,通過(guò)控制高頻焊接裝置的功率來(lái)控制... 

【文章來(lái)源】：重慶大學(xué)重慶市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 研究目的及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文目標(biāo)
    1.4 論文來(lái)源
    1.5 工作內(nèi)容和章節(jié)安排
    1.6 本章小結(jié)
2 生物組織焊接裝置總體方案設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 生物組織焊接機(jī)理分析
        2.2.1 高頻能量對(duì)生物的影響
    2.3 系統(tǒng)需求分析
    2.4 硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.5 軟件流程設(shè)計(jì)
    2.6 本章小結(jié)
3 生物組織焊接裝置硬件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
    3.1 功率波形需求
    3.2 基于Modbus協(xié)議的可編程供電電源實(shí)現(xiàn)
        3.2.1 Modbus通訊協(xié)議
        3.2.2 HSPY程控穩(wěn)壓直流電源的Modbus通訊規(guī)約
    3.3 數(shù)控高壓電路的驅(qū)動(dòng)電路開(kāi)發(fā)
        3.3.1 基于SG3525芯片的控制電路
        3.3.2 基于IR2110芯片的驅(qū)動(dòng)電路開(kāi)發(fā)
    3.4 功率放大電路開(kāi)發(fā)
    3.5 信號(hào)采集電路開(kāi)發(fā)
    3.6 本章小結(jié)
4 高頻焊接智能控制軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
    4.1 程序控制流程
    4.2 基于STM32主控程序開(kāi)發(fā)
        4.2.1 STM32F103ZET6芯片概述
        4.2.2 嵌入式核心控制板功能模塊開(kāi)發(fā)
    4.3 基于負(fù)載特性的高頻焊接模糊PID控制系統(tǒng)研究
        4.3.1 生物組織高頻焊接控制概述
        4.3.2 常規(guī)SISO閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)
        4.3.3 模糊PID控制策略
        4.3.4 模糊控制的基本原理
        4.3.5 模糊控制器設(shè)計(jì)
        4.3.6 基于模糊PID的功率控制程序?qū)崿F(xiàn)
        4.3.7 模糊PID控制系統(tǒng)仿真
    4.4 本章小結(jié)
5 生物組織縫合高頻焊接裝置的調(diào)試與結(jié)果分析
    5.1 生物組織縫合高頻焊接裝置的調(diào)試
    5.2 調(diào)試結(jié)果分析
        5.2.1 頻率對(duì)組織焊接的影響
        5.2.2 極電壓對(duì)焊接效果影響
        5.2.3 控制策略對(duì)焊接過(guò)程控制分析
        5.2.4 影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的其他因素分析
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    A. 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]預(yù)熱及加熱溫度對(duì)三種高頻電阻焊管焊縫組織和性能影響的研究[D]. 李穎.燕山大學(xué) 2015
[3]變負(fù)載控制系統(tǒng)PID自整定策略研究及應(yīng)用[D]. 郭偉騰.大連理工大學(xué) 2015
[4]基于STM32的指紋識(shí)別系統(tǒng)的研究[D]. 劉濱.燕山大學(xué) 2014
[5]電外科射頻能量發(fā)生器控制系統(tǒng)的研制[D]. 嚴(yán)博文.重慶大學(xué) 2014
[6]應(yīng)用高頻電刀手術(shù)治療單純性肛瘺的臨床研究[D]. 黃建.成都中醫(yī)藥大學(xué) 2014
[7]高頻射流實(shí)驗(yàn)裝置控制方法與系統(tǒng)[D]. 唐昆鵬.重慶理工大學(xué) 2014
[8]生物組織雙極電凝電源研制及其實(shí)驗(yàn)研究[D]. 黃振華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[9]基于STM32和FPGA的多通道多功能數(shù)據(jù)采集器[D]. 王冰.西南交通大學(xué) 2012
[10]電阻爐PID控制方法的比較與分析[D]. 劉鵬.大連理工大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3637573